Розділ 2. Методика проведення дослідження

Як уже зазначалось метою написання курсового проекту є визначення значень приземної концентрації пилу при викидах із різних джерел забруднення. Для визначення забруднення приземного шару атмосфери використовуються затверджені в Україні програми розрахунку розсіювання речовин, що забруднюють атмосферу (Первачук М.В., 2008). Алгоритмом розрахунку є формули визначення приземної концентрації забруднюючих речовин (См), описані в методиці розрахунку концентрацій в атмосферному повітрі шкідливих речовин, що містяться у викидах підприємств (ОНД-86, 1987).

Максимальне значення приземної концентрації шкідливої речовини С_м (мг/м³) при викидані газоповітряної суміші з одиничного джерела з круглим гирлом, яке досягається за несприятливих умов на відстані Х_м (м) від джерела, визначають за формулою:

 

 де (2.1)

 

А - коефіцієнт, що враховує частоту температурних інверсій; для розміщених в Україні джерел висот отою менше 200м у зоні від 50⁰ до 52⁰ п. ш. - 180, а південніше 50⁰ п. ш. - 200;

М - маса шкідливої речовини, викинутої в атмосферу за одиницю часу, г/с;

F - безрозмірний коефіцієнт, який враховує швидкість осідання шкідливих речовин в атмосферному повітрі. Значення коефіцієнта F становить:

а) для газоподібних шкідливих речовин та дрібнодисперсних аерозолів (пил, зола та ін, швидкість впорядкованого осідання яких практично рівна нулю) - 1;

б) для дрібнодисперсних аерозолів (крім вказаних в п.а) при середньому експлуатаційному коефіцієнті очистки викидів не менше 90% - 2, від 75 до 90 % - 2,5; та менше 75% і при відсутності очистки - 3.

Н - висота джерела викиду над рівнем землі, м;

ŋ - безрозмірний коефіцієнт, що враховує вплив рельєфу місцевості. Якщо місцевість рівна або з перепадом висот, які не перевищують 50м на 1км, приймають ŋ = 1;

ΔТ (⁰С) - різниця між температурою газоповітряної суміші, яка викидається та температурою навколишнього атмосферного повітря. При визначенні значення ΔТ (⁰С) необхідно приймати температуру атмосферного повітря Т_п рівною середній максимальній температурі навколишнього повітря найбільш жаркого місяця року, а температуру газоповітряної суміші Т_г, що викидається в атмосферу - за діючими для даного виробництва технологічними нормативами.

V₁ (м³/с) - витрата газоповітряної суміші, яку визначають за формулою:

 

 де (2.2)

 

D - діаметр гирла труби, м;

ω_о - середня швидкість виходу газоповітряної суміші з гирла джерела викиду м/с.

Значення коефіцієнтів m і n визначають залежно від параметрів f; f_e; V_m^/:

 

_; (2.3)

_; (2.4)

_, (2.5)

_; (2.6)

 

де V_м - небезпечна швидкість вітру;

V_м’ - швидкість вітру, за якої приземні концентрації мають найбільші значення.

Коефіцієнт m визначають залежно від параметра f за формулою:

 

, при f<100 (2.7)

, при f ≥ 100. (2.8)

 

Для f_е < f < 100 значення коефіцієнта m знаходять при f = f_е.

коефіцієнт n при f < 100 визначається залежно від V_м:

 

n = 4,4*V_м, при V_м < 0,5; (2.9)= 0,532* V_м²-2,13 V_м+3,13, при 0,5 ≤ V_м < 2; (2.10)= 1, при V_м ≤ 2. (2.11)

 

Відстань х_м від джерела викидів, на якому приземна концентрація С (мг/м³) при несприятливих метеорологічних умовах досягає максимального значення С_м визначається за формулою:

 

, (2.12)

 

 

де безрозмірний коефіцієнт d при f<100 знаходиться за формулами:

 

 при V_м ≤ 0,5; (2.13)

при 0,5 ≤ V_м < 2; (2.14)

 при V_м>2. (2.15)

 

При f >100 або ΔТ ≈ 100 значення d знаходять за формулами:

 

d= 5,7 при V_м’≤0,5; (2.16)

d= 11,4 V_м’ при 0,5≤V_м’<2; (2.17)

 при V_м’>2 (2.18)

 

Значення небезпечної швидкості u_m (м/с) на рівні флюгера (за звичай 10 м від поверхні землі), при якій досягається найбільше значення приземної концентрації шкідливих речовин С_м у випадку f<100 визначається за формулами:

 

u_m=0,5 при V_м ≤ 0,5; (2.19)

u_m= V_м при 0,5 < V_м ≤ 2; (2.20)

u_m= V_м (1+0,12 ) при V_м >2; (2.21)

При f >100 або ΔТ ≈ 100 значення u_m (м/с) знаходять за формулами:

u_m=0,5 при V_м’≤0,5; (2.22)

u_m= V_м’ при 0,5 < V_м’ ≤ 2; (2.23)

u_m= 2,2 V_м’ при V_м’ >2; (2.24)

 

Максимальне значення приземної концентрації шкідливої речовини С_мu (мг/м³) при несприятливих метеорологічних умовах та швидкості вітру u (м/с), яка відрізняється від небезпечної швидкості вітру u_m (м/с) визначається за формулою

С_мu= rC_m, (2.25)

 

Де

 

 при u/u_m≤1 (2.26)

 при u/u_m>1 (2.27)

 

Відстань від джерела викиду х_мu (м), на якій при швидкості вітру u та несприятливих метеорологічних умовах приземна концентрація шкідливих речовин досягає максимального значення С_мu (мг/м³), визначається за формулою:

 

х_мu= px_м, (2.28)

 

де p - безрозмірний коефіцієнт, що визначається в залежності від співвідношення u/u_m за формулами:

 

p=3 при u/u_m ≤0,25; (2.29)

 при 0,25< u/u_m ≤1 (2.30)

Р= 0,32 u/u_m+0,68 при u/u_m>1. (2.31)

 

При небезпечній швидкості вітру u_m приземна концентрація шкідливих речовин С (мг/м³) в атмосфері по осі факела викиду на різних відстанях х (м) від джерела викиду визначається за формулою:

 

С= s₁C_m, де (2.32)

 при х/х_м≤1; (2.33)

 при 1<х/х_m≤8; (2.34)

 при F≤1.5 та x/x_m>8; (2.35)

 при F>1.5 та x/x_m>8; (2.36)

 

Аналогічно визначається значення концентрації шкідливих речовин на різних відстанях по осі факела при інших значеннях швидкостей вітру та в несприятливих метеорологічних умовах. За формулами визначаються значення величин С_mu та х_mu. В залежності від відношення х/х_m визначається значення s_1. Шукане значення концентрації шкідливої речовини визначається шляхом множення С_mu на s₁.

За допомогою отриманих значень приземної концентрації шкідливих речовин будується карта забруднення території Результати розрахунків наносили на карту з координатною сіткою з кроком 400 м.